JPS635802B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁気ヘツド、特に磁気記録再生装置
（以下VTRと称す）のビデオヘツドおよびその製
造方法に関し、その目的とするところは、高精度
のギヤツプを強固に形成し、製造歩留りの向上、
品質の安定、優れた高周波特性および耐摩耗性の
向上を実現することにある。

高密度記録用VTRのビデオヘツドには、単結
晶もしくは多結晶のMn−Znフエライトが多く用
いられ、そのギヤツプスペーサとしてはほとんど
がガラスを使用している。ギヤツプをガラスで構
成する手段としては、溶融ガラスを毛細管現象で
ギヤツプスペースに注入・充填する方法、ガラス
薄膜をスペーサとして押圧しつつ加熱して接着す
る方法、および蒸着スパツタリング等でガラスを
付着させた後、前記ガラス薄膜をスペーサとする
方法と同じ様にして接着する方法等が知られてい
る。

これらの従来のギヤツプ形成法においては、ギ
ヤツプ材となるガラスを同時にフエライトコアの
接着剤として利用している。その効果としては、
形成されたギヤツプは極めて強固であり、破壊テ
ストにおいても、ギヤツプ部よりもむしろフエラ
イトコア部で折損することが多い。

しかしガラスを接着剤として用いているため
に、フエライトとガラスの相互拡散によつてフエ
ライトの磁性を劣化させている。また接着可能な
温度域ではガラスが軟化点以上の温度に達してい
るために、スペーサとしての寸法精度が維持され
ず、ギヤツプ幅の精度を向上させることが困難で
ある。

そこで、このような欠点の対策として、ギヤツ
プガラスを接着剤としては利用せずに、もつぱら
スペーサとしてのみ用い、接着用には低融点のガ
ラスを用いてコアを連結する方法も考えられた
が、ギヤツプ部の機械的強度が不十分となり、高
精度、高品質の特徴を有しながらも、多量生産を
実現できなかつた。

本発明はかゝる問題点に鑑みて、従来の欠点を
すべて一掃する高精度、高品質の磁気ヘツドを提
供し、かつその製造方法を提案することを目的と
する。

上記目的を達成するため、本発明は、一対の高
透磁率フエライトからなるコアの互いに対向する
全対向側面間に非磁性材をギヤツプスペーサとし
て配設し、上記両コアの両対向側面の適所および
この適所に位置する非磁性材の部分を欠除して巻
線窓を形成し、上記両コアの両対向側面の上記巻
線窓よりも前方部分に凹部を形成して両コアの前
面にトラツク幅に対応する幅の台部を形成し、上
記両対向側面の巻線窓よりも後方部分に貫通孔を
形成し、該貫通孔および上記凹部内にガラスを充
填して両コアを互いに連結するよう構成したもの
で、一対のフエライトコアは、巻線窓の前方側の
ギヤツプ部と後方側のギヤツプ部とに同一厚みの
非磁性材を配置し、平行に接合することで極めて
精度の良いギヤツプ幅が得られることは勿論、巻
線窓の前方側に形成した凹部と後方側に形成した
貫通孔の前後２ケ所で、これらに充填されるガラ
スによつて互いに連結されるので、対向する両コ
アの接合は確実強固であり、巻線窓の後方部分で
の連結がない場合に比較して、ギヤツプ部を正確
に平行を維持できるとともに、ギヤツプ部の欠け
などの強度的な問題は起らず、さらに前方側のギ
ヤツプ幅と後方側のギヤツプ幅が等しい場合に
は、一対のコアは正常に接合されたと判断でき、
高精度の磁気ヘツドを高い歩留りで製造できる。

以下、本発明の一実施例を図に基いて説明す
る。まず第１図に示すごとく、一対のMn−Znフ
エライト等の高透磁率フエライトからなる素材を
砥石等で切断、研削して直方体のブロツク１，２
を形成する。なおブロツク１，２は、通常、複数
個同時に加工、処理される。次に第２図に示すご
とく両ブロツク１，２の上面にこのブロツク１，
２の長手方向に沿つてガラス留めとなるＶ字形の
第１の溝３，４を砥石により研削加工する。なお
Ｖ字形の溝３，４以外に丸溝、角溝等であつても
良い。次に第３図に示すごとく両ブロツク１，２
上面の外側縁に、該ブロツク１，２の長手方向に
沿つて適当間隔ごとに第２の溝５，６を複数個形
成する。この各第２の溝５，６の長手方向は、ブ
ロツク１，２の長手方向とは直交する方向とし、
各溝５，６の底面は、ブロツク１，２の外側縁に
向かうにしたがつて深くなるよう傾斜している。
上記第２の溝５，６は薄肉の研削砥石による研
削、あるいはワイヤーソーによるラツピング加工
等などによつて形成される。溝５，６と溝５，６
との間の台部７，８は、その幅が所定の深さまで
ほぼ一定となつており、後にトラツク部を構成す
るものである。

次にブロツク１，２上面にガラス棒もしくはガ
ラス板等を置き、不活性ガス雰囲気中にて加熱す
る。すると第４図に示すごとく溶融ガラス９，１
０が第１、第２の溝３〜６内に充填される。この
場合、温度を上げすぎると、溶融したガラス９，
１０がブロツク１，２から流れ落ちるが、適当な
温度で処理すると、表面張力のために、溶融ガラ
ス９，１０は流れ落ちずにブロツク１，２の上面
のみを覆うようにして固化させることができる。

この時、フエライトブロツク１，２は、ガラス
９，１０を被覆する前とは異なつた状態に反つて
いることが多いが、これは、フエライトブロツク
１，２とガラス９，１０の熱膨張係数が異なるこ
とによつて生じるものであつて、いわゆるバイメ
タルのような現象である。ガラス９，１０の熱膨
張係数は温度により変化し、かつ粘弾性領域を有
するので、単純に熱膨張係数からのみフエライト
ブロツク１，２の反りを予測することはできな
い。したがつて後述のように第４図に示す状態に
おいてフエライトブロツク１，２のガラス９，１
０に接当する面、すなわち上面がやや凹となるよ
うに、すなわちガラスに若干の引張応力が残留す
るようにブロツク１，２とガラス９，１０とを組
合せることが望ましい。また、こゝで用いるガラ
ス９，１０は、磁気テープとの摺接においてブロ
ツク１，２よりは摩耗し易いことが望ましく、そ
のようなガラスにおける処理温度は800℃以下の
ものが多い。

次にブロツク１，２上のガラス９，１０を研削
等で除去し、第５図に示すごとくブロツク１，２
の上面を露出させる。

次に第６図に示すごとくブロツク１，２の上面
に、ブロツク１，２の長手方向に沿う第３の溝１
１，１２を総形砥石で研削加工し、各第２の溝
５，６を分断する。上記第３の溝１１，１２は後
でコイルを巻くための巻線窓となるものであり、
本実施例では対となるブロツク１，２の両方に加
工したが、一方のみでも良い。

次にブロツク１，２上面をラツピング、ポリツ
シング等により鏡面とし、ギヤツプ対向面を得
る。この面の表面あらさは、Rmax0.02μｍ以下、
平面度0.3μｍ以下であることが好ましい。

次に第７図に示すごとく、ブロツク１，２上
面、すなわちギヤツプ対向面にギヤツプスペーサ
となる非磁性材１３，１４を蒸着、スパツタリン
グ等の手段によつて膜付けする。上記非磁性材１
３，１４の厚みt₁，t₂の和はほぼギヤツプ幅に等
しく設定するものとする。本実施例では両方のブ
ロツク１，２に膜を付けたが、一方のブロツク
１，２にのみt₁とt₂の和に相当する膜厚を付けて
もよい。上記非磁性材１３，１４としては、種々
の材質が使用可能であるが、付着性、強度、安定
性等の点と、そもそもの目的である熱処理による
軟化のない材料という点からSiO₂が好ましい。
他にも高融点の硼硅酸ガラス、アルミナセラミツ
クス等も使用可能である。

次に両非磁性材１３，１４を互いに接当させて
第８図に示すごとく両ブロツク１，２を線対称の
状態になるよう接合し、前記各第２の溝５，６間
に設けた台部７，８の幅αがトラツク幅よりやや
大きく加工されている場合には、両ブロツク１，
２を長手方向にずらせて、台部７，８の重なり合
う部分がトラツク幅の公差内におさまるように調
整する。最近の高密度記録用ヘツドでは、台部
７，８の幅αはトラツク幅と等しく設定されてい
るから、両台部７，８を完全に一致させる必要が
ある。

この状態で不活性ガス雰囲気中で加熱し、両ブ
ロツク１，２を接合するが、この時の温度条件
は、非磁性材の軟化点未満の温度で第４図で充填
したガラス９，１０の軟化点以上、作業点未満の
温度でなければならない。作業点温度以上では上
記ガラス９，１０が流出したり、このガラス９，
１０が第３の溝１１，１２を埋めてしまつたりす
る。また軟化点以下では、両ブロツク１，２の界
面で、ガラス９，１０部の上に存在する非磁性材
１３，１４を浸蝕して両ブロツク１，２のガラス
９，１０が一体化し、両ブロツク１，２を接合す
るという作用が期待できなくなる。

また上記温度範囲内での保持時間は高温側では
短かく、低温側では長く設定するものとする。一
例として、第４図の工程を750℃で処理したガラ
ス１１，１２の場合には、650℃で１時間保持す
れば、ガラス９，１０の上にあつたSiO₂は完全
に消減し、貫通孔３，４および凹部５，６に充填
されているガラス９，１０は、それぞれの部分で
一体化し、両ブロツク１，２はしつかりと接合さ
れた。すなわち、ガラス９，１０の上に付着され
ているSiO₂はガラスによつて浸食され、ガラス
中に拡散することにより、両ブロツクが接合され
るとともにコア上のSiO₂はそのまま残つてギヤ
ツプ幅となる。この熱処理において、既述のよう
にガラス９，１０に引張応力が残留する場合に
は、ガラス９，１０が巻線窓となる第３の溝１
１，１２の前後方側の２ケ所で両ブロツク１，２
を強く引きつける働きをし、ギヤツプスペーサと
なる両非磁性材１３，１４を互いに密接させるこ
とを容易に実現させることができる。したがつて
両非磁性材１３，１４の厚みに等しいギヤツプ幅
が得られる。蒸着、スパツタリング等で付けられ
る非磁性材１３，１４の膜の精度は100Å程度が
可能であるから、非磁性材１３，１４が軟化しな
い場合には、ギヤツプ幅の精度は実用上まつたく
問題のない程高いものとなる。

上記実施例では、第７図に示すごとく非磁性材
１３，１４をブロツク１，２の全面に付けたの
で、形成されるギヤツプは第８図に強調して示す
ごとく第３の溝１１，１２の前後に前部ギヤツプ
Ａと後部ギヤツプＢとができるが、こゝで仮に後
部ギヤツプＢ部分の非磁性材１３，１４をマスク
等で付着しないようにしたり、エツチングで除去
したりすると、ギヤツプ部にくさび状のすきまが
生じることになり、ギヤツプ部の欠けを生じる原
因となつて好ましくない。第８図に示すごとく後
部ギヤツプＢが存在していても、そのレラクタン
スが前部ギヤツプＡの1/20より小さければ再生能
率にはほとんど影響しない。すなわち後部ギヤツ
プＢの対向面積が、前部ギヤツプＡの対向面積の
20倍以上であればよい。

この状態で、ギヤツプ幅等の検査をするために
接合されたブロツク１，２の前面と後面を鏡面に
研摩し、光学顕微鏡で観察する。両面から見たギ
ヤツプ幅が等しく、かつ膜厚に等しく形成されて
いれば、ブロツク１，２全体のギヤツプが平行で
かつ均一であることが保証される。したがつて両
面から見たギヤツプ幅が等しくない等の不良品は
この工程でチエツクされて排除され、以後の工程
に流れることはない。なお上記したごとくギヤツ
プを前面と後面との両方から観察することが可能
であるのが、本実施例の特徴の一つである。

このように不良品発生の原因の一つは、第８図
において、両ブロツク１，２を接合させるときに
界面にごみ等の異物を介在させてしまうことによ
つて生じるが、本実施例によれば、前の工程で充
填されたガラス９，１０によつて両ブロツク１，
２を接合するため、従来法におけるような接着用
ガラス棒の挿入等の工程が不要であり、工程が単
純化され、異物混入の可能性は少ない。

次に合体されたブロツク１，２は砥石等で切断
され、両側面を研削もしくは研摩されて第９図に
示すごとく個別のヘツド１５となる。この加工時
に、本実施例の構成によれば、接合用ガラス９，
１０が接合面両端部と中央部とに設けられてある
ため、ギヤツプ対向面が接着されていなくとも、
各種の機械加工による衝撃に耐えるものである。
また台部７，８の両側にガラス９，１０が設けら
れてあり、テープによる摩耗対策としても有効で
ある。

なお上記実施例では、巻線窓となる第３の溝１
１，１２を両ブロツク１，２に形成したが、第１
０図に示すごとく一方の溝だけでもよい。

次に上記のようにして形成されたヘツド１５を
金属板等に接着し、該ヘツド１５の前面１５ａを
研摩テープ等で仕上げ加工し、巻線をすれば磁気
ヘツドが完成する。

本発明に基いて、ギヤツプ幅の寸法精度として
0.3±0.03μｍを仕様として量産試作を実施した結
果、ギヤツプ幅精度の歩留りは95％以上であつ
た。不良の５％は全てギヤツプ対向面に異物を介
在させたことによつて生じたものであり、有効な
洗浄方法を採用することによつて解決できるもの
である。なお従来のギヤツプガラスを接着剤とす
る方法での歩留りは80％であつた。

以上のように本発明によれば一対のコアーは巻
線窓の前後方側の２ケ所で互いに連結されるの
で、その結合は確実強固であり、巻線窓の後方側
部分での連結がない場合と比較して正確にギヤツ
プ幅を平行に維持できるとともに、ギヤツプ部の
欠けなどの強度的な問題は起らず、しかも、前方
側のギヤツプ幅と後方側のギヤツプ幅が等しいこ
とを確認することで正常に接合されたことを容易
に判断することができ、良品の磁気ヘツドを製造
することができる。前方側のギヤツプ幅と後方側
のギヤツプ幅が等しいことで良品の磁気ヘツドを
製造することができることは、ビデオテープレコ
ーダのメーカにヘツドコアーを供給するメーカに
とつては非常に都合がよい。すなわち、ヘツドコ
アーに巻線を巻いたものをシリンダに取付けて電
気特性的に測定して磁気ヘツドの良品か不良品か
を判断することはヘツドコアーメーカではやりに
くいので、ヘツドコアーの状態で、磁気ヘツドに
なつた場合の良品、不良品をあらかじめギヤツプ
状態で判断できて都合がよいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明の一実施例を示す磁気
ヘツドの製作工程の説明図である。第１０図は本
発明の他の実施例を示すヘツドの斜視図である。 １，２……ブロツク（コア）、３，４……第１
の溝（貫通孔）、５，６……第２の溝（凹部）、
７，８……台部、９，１０……ガラス、１１，１
２……第３の溝（巻線窓）、１３，１４……非磁
性材、１５……ヘツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の高透磁率フエライトからなるコアーの
   互いに対向する全対向側面間に非磁性材をギヤツ
   プスペーサとして配設し、上記両コアーの両対向
   面側の適所およびこの適所に位置する非磁性材の
   部分を欠除して巻線窓を形成し、上記両コアーの
   両対向側面の上記巻線窓よりも前方部分に凹部を
   形成して両コアーの前面にトラツク幅に対応する
   幅の台部を形成し、上記両コアーの後面に上記非
   磁性材のギヤツプスペーサが残るように上記両対
   向側面の巻線窓よりも後方部分に貫通孔を形成
   し、該貫通孔および上記凹部内にガラスを充填し
   て両コアーを互いに連結するよう構成したことを
   特徴とする磁気ヘツド。 ２ 非磁性材として酸化ケイ素を用いたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気ヘツ
   ド。 ３ 一対の高透磁率フエライトからなる直方体ブ
   ロツクの適当側面に、該ブロツクの長手方向に沿
   つて前記直方体ブロツクの端面より少し離れたと
   ころに第１の溝を形成する第１の工程、上記適当
   側面に、ブロツクの長手方向とは直交する方向に
   傾斜した深さを有する第２の溝を複数形成し、ト
   ラツク幅に対応する幅の台部を形成する第２の工
   程、上記第１、第２の溝に溶融ガラスを充填する
   第３の工程、両方もしくは一方のブロツクの適当
   側面に各第２の溝を分断するように巻線窓用の第
   ３の溝を形成する第４の工程、両ブロツクの第１
   〜第３の溝を有する側面を研摩して鏡面となしギ
   ヤツプ対向面を得る第５の工程、少なくとも一方
   のギヤツプ対向面に非磁性材を付着させる第６の
   工程、両ブロツクを非磁性材を挾んで当接させ、
   第３の工程で充填したガラスの軟化点以上、作業
   点未満、かつ非磁性材の軟化点未満の温度に加熱
   して両ブロツクを接合する第７の工程、接合され
   たブロツクを分断して個々のヘツドとする第８の
   工程を有することを特徴とする磁気ヘツドの製造
   方法。 ４ 第７の工程において、ガラスが固化した室温
   状態にて、ガラスに引張り応力が残留するよう
   に、高透磁率フエライトとガラスの熱膨張係数を
   組み合わせることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の磁気ヘツドの製造方法。